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摘要：在化肥厂中，废水中的硝酸盐氮和氨氮的含量浓度相对较高，与此同时，COD的值相对较低，因此，要将电化学氧化法应用进来，进而使化肥废水中的高浓度氨氮得以去除。基于此，本篇文章主要对电化学氧化法处理化肥废水工艺进行深入的分析和探讨。
关键词：电化学氧化法 化肥废水 工艺
前言：人类赖以生存和发展的重要自然资源就是水，其也是国家实现可持续发展的根本依据。我国自古以来就是一个农业大国，与此同时，不论是排水还是耗水量都非常大，而农业的增长和农产品质量的提高均与化肥有着本质性的关联。但是化肥废水如果不经处理直接排放到水体之中，不但会使水体中的氮磷钾含量迅速增加，还会导致大面积的河流湖泊出现富营养化的问题，与此同时，基于氧化作用，水体中大量的氨氮会进一步氧化成为亚硝酸盐以及硝酸盐，使水体生物受到严重的影响，进而威胁人体健康。在对氨氮废水进行处理的过程中，有非常多的方法，但是对比其他的水处理方法，电化学氧化法不但具备效率高的特点，还具备成本低的优势，而且不会产生二次污染，因此，越来越多的人开始关注该方法。
1、实验装置及方法
1.1、实验装置
如图1所示，为电化学实验装置示意图。在电化学装置中，不但将电极和稳压电源应用了进来，还将电解槽和磁力搅拌器应用了进来。在电解槽中，将500ML的玻璃烧杯应用进来，在阳极部位则采用了Ti/RuO2-IrO2，在阴极部位则将石墨板应用进来，5cm*5cm为电极的实际面积，在整个氧化过程中，都将恒电流操作应用进来。
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1.2、实验方法
在该试验中，将去离子水和（NH4）2SO4应用进来，配置高浓度氨氮废水，实际的氨氮质量浓度达到了2000mg/L；将氯化钠应用进来，对废水中的氯离子浓度进行调节；将氢氧化钠和H2SO4应用进来，对溶液PH值进行调节，120min为其实际的反应时间。在整个实验过程中，要保证30min进行一次氨氮含量的测量，通过下式计算氨氮去除率：
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1.3、检测方法
在该试验中，对于氨氮的测定，则将纳氏试剂光度法应用进来；总氮则将过硫酸钾应用进来，通过氧化的方式，转化有机氮和无机氮为硝酸盐，然后再将紫外分光光度法应用进来，进行全面的测定；氯离子则要将离子色谱法应用进来，进行相应的测定；将PHB-4便携式PH计应用进来，对PH值进行测量。
2、结果与讨论
2.1、电流密度对氨氮去除率的影响
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将去离子水应用进来，对500ML的高氨氮化肥废水进行配置，2000mg/L为实际的氨氮含量，氯离子的浓度达到了4000mg/L。基于恒电流的作用，进行120min的电解，以20min为间隔时间，进行1次取样，对电流密度对废水中氨氮去除率的影响进行深入的考察。由图2所示为实际的结果。根据图2可以进一步发现，如果实际的电流密度不高于40mA/cm2时，则实际的氨氮去除率不容乐观，非常低，甚至没有达到20%。而基于电流密度的进一步增加，在同样的反应时间下，则实际的氨氮去除率呈现明显增加的趋势发展，其根本原因，就是增大电流密度，则会增高电极电势，在电极和废水之间的电子转化率进一步加快，而氯离子就会产生更多的物质次氯酸盐，具备强氧化性，与此同时，实际的电化学氧化能力也就会进一步增强。但是对于实际的电流密度而言，其实际的浓度超过60mA/cm2时，则发现整体的氨氮去除率呈平缓趋势，增加名捕明显，其根本原因，就是如果实际的电流密度过高，或者高到一定程度，则电极就会进一步发生钝化反应，与此同时，电解液温度在升高的过程中，存在温度过快的问题，因此，就会增加电能。对氨氮去除率和能耗进行综合的考虑，则将60mA/cm2的电流密度选取进来，则最佳。
2.2、极板间距对氨氮去除率的影响
极板间距对氨氮去除率的影响如图3所示。根据图3可以进一步发现，将极板间的间距减小，对氨氮的去除非常有利，其根本原因，就是减小极板间距，则会增强极板间的电场强度，而在极板表面位置会产生次氯酸根等氧化剂，实际的迁移速率越大，则对氨氮的去除越有利。但是如果实际的极板间距过于小，则阳极表面就会产生严重的钝化现象，增大能耗，而且溶液的浓度极化也非常严重，因此，降低电解效率。与之相反，以40mm为临界点，如果极板间距增大到该临界点时，则会降低氨氮氧化的速率，其根本原因，就是增大极板间距，则板间的电阻则会进一步增加，进而提高电能的消耗，降低电解效率。以实际安装条件为基础，极板之间的间距也不可出现过小的情况，因此，要将20mm的极板间距选取进来，则为最佳选择。
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2.3、氯离子含量对氨氮去除率的影响
如图4所示，为氯离子浓度对氨氮去除率的影响。根据图4可以进一步发现氯离子浓度在进行增加的过程中，则氨氮的实际去除率呈明显增高的趋势发展，其根本原因，就是溶液中的氯离子在阳极部位被氧化之后，则会有大量强氧化性物质产生，举例来讲，次氯酸根、氯气等，而对于这些物质而言，其会氧化氨氮。但是基于氯离子浓度的进一步增加，可以发现，实际的氨氮去除呈缓慢趋势发展，对氯离子的添加会使处理的药剂成本进一步增加进行考虑，而且实际的出水盐度还存在过高的现象，则会加重后续受纳水体和处理的负担，所以，要控制氯离子浓度在4000mg/L。
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结语：总而言之，本篇文章主要对电化学氧化法处理化肥废水工艺进行了深入的分析和探讨。对于电化学氧化法而言，其属于一种高级氧化技术，而且具备绿色环保的特点，将电化学间接氧化技术应用进来，可以使化肥废水中的氨氮得到有效的去除，根据本文的实验和分析，可以进一步确定，最佳的工艺条件，就是实际的电流密度为60mA/cm2，与此同时，对于实际的极板间距而言，最佳选择为20mm，此外，4000mg/L为实际的氯离子质量浓度，基于上述的条件，实际的化肥废水的氨氮去除率高达86.7%，由此可见，在实际的化学废水处理过程中，电化学氧化法可以达到非常好的处理效果。在实际的高氨氮废水处理中，将电化学氧化法应用进来，其不但具备经济可行性的特点，还能保证去除率的同时，使电化学氧化的能耗进一步降低，使电流效率全面提升上来。
参考文献：
[1]胡元娟，廖春华，郑晓凤，马千里，宋少华.电化学氧化法处理高氯盐氨氮废水[J].工业安全与环保，2020，46（12）：88-92.
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[3]邵桂霞，本莲芳.电化学氧化法处理化肥废水工艺研究[J].山东化工，2018，47（21）：189-190+193.
作者简介：张山（1977.09--）性别：男 民族：汉
籍贯：山东省滨州市人 学历：专科 现有职称：助理工程师
研究方向；化工